Naftatootmise reovee allikad ja puhastusprotsessid

01

Õlitootmise reovesi

Enamik minu kodumaa naftaväljadest on välja töötatud vee sissepritse teel. 1 tonni toornafta tootmiseks kulub umbes 2–3 tonni vett. Eriti naftaväljade tootmise hilises staadiumis võib toornafta veesisaldus olla kuni 90% või rohkem.

Naftatootmise reovesi siseneb toornafta kogumis- ja transpordisüsteemi dehüdratsiooni- ja ülekandejaama koos toornafta dehüdratsiooniks ja magestamiseks. Need "sooladest vabastatud" reoveed sisenevad reoveepuhastisse, et moodustada naftaväljade spetsiifiline õli sisaldav reovesi, mida tuntakse ka kui "toodetud vesi" või "väljundvesi".

(1) High oil content Generally, oil production wastewater contains 1000~2000mg/L of crude oil, and some contain up to 5000mg/L of oil. Oil production wastewater contains floating oil, dispersed oil, emulsified oil and dissolved oil, of which about 90% of the oil exists in the form of floating oil with a particle size >100 um ja dispergeeritud õli osakeste suurusega 10–100 um. Ülejäänud 10% on peamiselt emulgeeritud õli osakeste suurusega 0,1–10 µm ja lahustunud õli sisaldus osakeste suurusega<0.1pm is very low.

(2) Sisaldab hõljuvaid tahkeid osakesi. Osakeste suurus on tavaliselt 1–100 um, sealhulgas peamiselt saviosakesed, muda ja peen liiv.

(3) Kõrge soolasisaldus. Naftatootmise reovee anorgaaniliste soolade sisaldus jääb üldiselt vahemikku mitmest tuhandest kuni sadade tuhandete mg/L, mis varieerub suuresti olenevalt naftaväljast ja -plokist.

(4) Sisaldavad baktereid. Naftatootmise reovesi sisaldab peamiselt saprofüüte ja sulfaate redutseerivaid baktereid.

(5) Kõrge veetemperatuur ja kõrge pH väärtus. Õlitootmise reoveel on ka kõrge veetemperatuur (40–80 kraadi) ja kõrge pH väärtus.

02

Reovee puurimine

Puurimise käigus puurimisel tekkinud muda kadumisel, muda tsirkulatsioonisüsteemi lekkimisel ning maapealsetel seadmetel ja puuriistadel oleva muda ja õli pesemisel tekkivat reovett nimetatakse puurimisreoveeks.

Puurimisprojektides tavaliselt kasutatav muda on valmistatud teatud vahekorras savist, veest ja puhastusainest. Nende hulgas töötab töötlemisvahend savi hüdrolüüsimise teel, mis parandab oluliselt muda jõudlust, et tagada puurimiskiirus ja parandada puuraugu kvaliteeti. Madala tahke faasi ja tahkevaba muda kasutatakse enamasti madalal puurimisel, milles on vähem kahjulikke aineid ja väiksem saasteaste. Mida sügavam on puurimissügavus, seda kõrgemad on nõuded mudale, seda rohkem lisatakse keemilisi puhastusvahendeid, mille tüüpe ja koguseid tuleb sisse segada isegi teatud osa toornaftat või vanaõli ning saasteaste suureneb. Seetõttu võib reostusest tekkivat puurimisreovett pidada muda suure lahjenduse produktiks.

Kuna puurimisreovee ja puurimismuda kasutamine on omavahel tihedalt seotud, on puurimisel tekkiva reovee omadused erinevates nafta- ja gaasiväljades, erinevates puurimispiirkondades ning kaevu erineva sügavusega erinevad. Üldiselt võib öelda, et madala veega puurimisel ületab normi ainult õlisisaldus puurimisreovees; PAM-muda kasutamisel ületavad reovees heljumi, fenooli, kroomi ja õli normi; tavalise muda kasutamisel ületab õlisisaldus normi ning heljum, fenool ja kroom ületavad normi eraldi; sügavate kaevude puurimisel ületavad õli, fenooli, kroomi ja heljumi sisaldus standardnormi. Seetõttu võib teada, et puurimisreovee peamised kahjulikud ained on heljumid, õli, kroom ja fenool.

03

Kaevude pesu reovesi

Sissepritsekaevud on spetsiaalsed kaevud vee süstimiseks õlikihtidesse. Selleks, et sissepritsetud vees olevad heljumid ei ummistaks moodustist, paigaldatakse sissepritsetoru otsa veejaotusfilter. Pärast teatud tööperioodi suureneb filtri poolt kinni püütud hõljuvate ainete suurenemise tõttu torujuhtme rõhk järk-järgult ja vastavalt väheneb ka sissepritsetava vee kogus. Kui planeeritud sissepritsemahtu ei saavutata, tuleb sissepritsekaevu tagasi pesta, et eemaldada filtrile ladestunud tahked ained ja biokile, tekitades sellega kaevupesureovee.

04

Gaasi tootmise reovesi

Gaasi tootmise reovesi on gaasitootmisega välja toodud kihistu või gaasivälja vesi. Gaasi tootmise reovesi sisaldab peamiselt kondensaatõli, soola, heljumit, vesiniksulfiidi ja mõningaid lisandeid (orgaaniline aine). Gaasi tootmise heitvees võib Cr-sisaldus ulatuda kümnete tuhandete mg/L-ni. Lisaks sisaldab see ka väävlit ja metallielemente, nagu liitium, kaalium, broom, tsink, kaadmium ja arseen.

Üldise tööstuse jaoks on reoveepuhastuse põhimõte kõigepealt selles olevate ressursside ja energia taastamine, materjalide kasutamise parandamine ja reostuse vähendamine.

Naftareovee kõrgeim taaskasutusmäär on naftaväljade reovesi. Peamine taaskasutusviis on puhastatud reovee kasutamine taassissepritseveena. Puhastatud naftaväljade reovesi on kõrge mineralisatsiooni ja viskoossusega, sisaldab pindaktiivseid aineid, kõrge veetemperatuuri ja hea läbilaskvusega. Statistika kohaselt on sellise reovee õlikihti tagasijuhtimisel toornafta taaskasutamise määr 5–8% kõrgem kui magevee süstimisel. Samal ajal võib see vähendada ka reovee ärajuhtimist, saavutades ressursside säästmise ja reostuse vähendamise eesmärgi.

01

Nõuded vee kordussüstimisele

Kihistikku tagasi juhitava reovee puhul peavad olema täidetud järgmised põhinõuded.

1. Stabiilne keemiline koostis

Taassüstimiseks mõeldud töödeldud vesi ei tohiks ladustamise ja transportimise ajal keemiliste reaktsioonide tõttu tekitada hõljuvaid tahkeid aineid. Enamik õlikihi heitvett sisaldab suures koguses vesinikkarbonaati (HCO3) ja raudsoola Fe (HCO3)2 vesinikkarbonaadi kujul, mis muudab keemilise stabiilsuse halvaks. Kui seda tüüpi reovesi puutub kokku õhuhapnikuga, vähendab reaktsiooni järel tekkiv raudhüdroksiidi sade uuesti sissepritsereovee läbilaskvust. Seetõttu on väga vajalik tagada reovee keemiline stabiilsus.

2. Kõrge õlipesuvõime

Õli tootvasse kihti tagasi juhitav reovesi peab olema kindla õlipesuvõimega, et vee sissepritse ajal taaskasutusmäär ei oleks väiksem kui 60% varudest. Puhastatud õlitootmise reovesi sisaldab pindaktiivseid aineid. Kui on olemas väike kogus pindaktiivseid aineid, saab neid adsorbeerida vedelik-gaas, vedelik-vedelik ja vedelik-tahke liidestele ning see võib oluliselt vähendada liidese pindpinevust. Taassüstimise käigus väheneb pindaktiivseid aineid sisaldava vee pindpinevus toornaftaga kokkupuutel kokkupuutel ja see võib üsna tõhusalt niisutada õli tootva kihi kivimit, st kapillaarjõu ja adhesiooni mõjul. vesi võib kivipragudes oleva toornafta täielikult välja uhtuda. Kuna enamus vees olevatest pindaktiivsetest ainetest on adsorbeerunud kivimi pinnale, siis servavee sissepritse kasutamisel ei tohiks pindaktiivsete ainete sisaldus vees olla liiga suur, et saaks suurendada pindaktiivsete ainete kontsentratsiooni kapillaari pinnal, ja taastumismäär suureneb ka vastavalt. Seetõttu on näha, et õlikihi reovees ja taassissepritsereovees sisalduvatel pindaktiivsetel ainetel on suur mõju õli tootva kihi taastumiskiiruse parandamisel.

3. Tagada süstekaevu imamisvõime

Selleks, et hoida sissepritse hästi teatud imamisvõime juures, on vaja rangelt kontrollida mehaaniliste lisandite ja õli sisaldust uuesti süstitavas vees. Taassissepritsevee mehaanilise lisandite sisalduse standardi koostamisel tuleb arvestada naftat tootva kihi geofüüsikalisi omadusi (peamiselt läbilaskvust ja poorsust) ning pöörata tähelepanu ka sissepritsekaevude jaotusomadustele naftaväljal. (st välised süstimiskaevud või sisemised süstimiskaevud). Lisaks on sisestuskaevude imamisvõimet mõjutavad tegurid ka sissepritserõhk ja taassissepritsevee sobivus kivimiga.

4. Madal korrosioon

Statistika järgi kannab iga naftamaardla igal aastal tohutuid kahjusid sissepritsesüsteemi torude ja seadmete korrosiooni tõttu. See kadu ei hõlma mitte ainult metalli korrosioonist põhjustatud kadu, vaid ka kahju, mida kantakse sissepritsekaevude imamisvõime vähenemisest, mis on tingitud söövitavate ainete esinemisest süstevees.

5. Reovee puhastamise ja puhastamise miinimumkulu

Iga naftamaardla peaks sõnastama sissepritsevee kvaliteedistandardid vastavalt oma naftat tootva kihi spetsiifilistele tingimustele. Kuigi mida kõrgem on kivimisse juhitava reovee puhastamise intensiivsus, seda parem on sisestuskaevu imamisvõime, ei pruugi puhastatud vesi olla rakendatav igas piirkonnas. Suure läbilaskvusega õli tootvate kihtide jaoks ei ole vaja ehitada keerulisi ja kalleid puhastusseadmeid. Seetõttu on vaja minimeerida reoveepuhastuse kulusid, tagades samas tagasisissepritsevee kvaliteedi.

02

Reovee tagasisissepritse meetodid

1. Klassifikatsioon selle järgi, kas reovesi on segatud puhta veega või mitte. Vastavalt sellele, kas reovesi on segatud puhta veega või mitte, jagatakse taassissepritse meetodid üksiksüstimiseks ja segasissepritseks.

(1) Ühekordne sissepritse Ühekordne sissepritse tähendab, et puhastatud heitvett ei segata muu veega ja see juhitakse kihistusse üksi. Selle meetodi eelisteks on see, et vee kvaliteet on suhteliselt stabiilne, põhimõtteliselt puudub bakteriaalne sidekesta nähtus, ketendamine on väike ja taassissepritsesüsteem töötab normaalselt. Puuduseks on see, et sissetuleva vee kogust ja tagasijuhitava vee kogust ei ole lihtne tasakaalustada, reovee täielikku tagasijuhtimist ei saa garanteerida ning sageli tuleb see ära juhtida, mis põhjustab kergesti keskkonnareostust.

(2) Segasissepritse Segasissepritse tähendab, et puhastatud reovesi segatakse muu veega (põhja- või pinnaveega) ja juhitakse seejärel kihistusse. Selle meetodi eelised on paindlik protsess, reovee saab täielikult ära kasutada ning vähendada söövitava reovee korrosiooni seadmetesse ja torustikesse. Puuduseks on see, et osa naftaväljade reovesi ei ühildu puhta veega, mistõttu on lihtne tekitada katlakivi ja bakteriaalseid sidekesta nähtusi, mis mõjutavad seadmete normaalset tööd.

2. Klassifikatsioon reovee ja puhta vee segunemisasendi järgi

Vastavalt reovee ja puhta vee segamisasendile jagunevad segamismeetodid mitmeks tüübiks, näiteks segamine pärast pumpa, segamine imitorus enne pumpa ja segamine puhta vee paagis enne pumpa.

(1) Segamine pärast pumpa Kuna see meetod kasutab pärast veepumpa segamiseks puhastatud reovett ja puhast vett, ei põhjusta see vee sissepritsejaamas konjunktiviiti ega ketendust. Kuid selle meetodi kasutamisel ei saa reovett täielikult uuesti sisse juhtida.

(2) Segamine imemistorus enne pumpa Kui seda meetodit kasutatakse, on konjunktiviidi aste väga kerge, kuid vee sissepritsepumbas võib kergesti tekkida katlakivi.

(3) Segamine puhta vee paagis enne pumpa Selle meetodi kasutamisel, kuigi vee sissepritsepumba katlakivi on väike, on konjunktiviidi nähtus tõsine, mis põhjustab vee sissepritsepumba filtri ummistumise.

Lisaks eelpool tutvustatud meetoditele segavad osad naftaväljad reovee reoveepuhastisse sattumisel reovee puhta veega, et vähendada saasteainete kontsentratsiooni ja vähendada reovee söövitust. Mõned naftaväljad segavad ka puhast vett reoveega enne reovee dehüdratsiooni, mis aitab eemaldada toornafta soola ja transportida rasket naftat.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et igal reovee tagasisissepritse meetodil on oma eelised ja puudused. Ühekordne süstimine on tõhus, kuid heitvett ei saa täielikult tagasi süstida; kuigi segasissepritse võib lahendada reovee tagasisissepritse probleemi, on lihtne tuua kaasa muid raskusi, mis mõjutavad reovee sissepritse. Erinevate naftaväljade tegelikust olukorrast lähtudes kasutab enamik taassissepritsejaamu segapritse.

01

Tavalise naftaväljade tootmisreovee puhastamine

Tavalised naftaväljad viitavad naftamaardlatele, kus piirkonna põhja- või pinnavesi kuulub tavalise vee kategooriasse. Üldjuhul on naftaväljade reovesi peamiselt õline reovesi, seega on reoveepuhastuse põhieesmärk nafta eemaldamine.

Kui reovesi puhastatakse tagasisissepritsevee kvaliteedistandardi järgi, jagatakse see üldiselt kaheks olukorraks: kõrgema õlikontsentratsiooniga reovee puhul kasutatakse sageli kolmeastmelist meetodit; madalama õlikontsentratsiooniga reovee puhul saab vett sisaldava toornafta kaevude pesemisel vee sissepritse nõuete täitmiseks kasutada kaheastmelist meetodit. Kui reovesi peab vastama väljalaskenormile, siis lisaks vajalikele füüsikalistele ja keemilistele meetoditele (koagulatsioon, settimine, filtreerimine jne) on sekundaarse puhastusena üldjuhul vajalik bioloogiline puhastus.

02

Kõrge mineralisatsiooniga naftaväljade tootmisreovee puhastamine

Kõrge mineralisatsiooniga naftaväljade reovee puhastusprotsess on sama, mis tavalise naftavälja reovee puhul. Õliülekandejaama ja dehüdratsioonijaama reovesi siseneb esmalt esmasesse õlieemalduspaaki. Looduslikult õlitustatud reovesi reageerib puhasti ja flokulandiga ning siseneb sekundaarsesse õlieemalduspaaki (koagulatsiooniõli eemaldamise paaki). Heitvesi filtreeritakse survefiltri paagi abil ja see siseneb tagasipritsejaama. Reovee puhastamiseks ja taaskasutamiseks tuleb aga rajada veeallika stabiliseerimistiik ning lisada korraga erinevaid stabilisaatoreid. Erinevate veekvaliteedi stabilisaatorite tüübid ja annused tuleb määrata katsetega.

Naftaväljadel tavaliselt kasutatavad stabilisaatorid on adsorbeerivad orgaanilised amiini korrosiooniinhibiitorid, orgaanilise fosfaadi katlakivi inhibiitorid, orgaanilised bakteritsiidid jne. Ravimiresistentsuse vältimiseks tuleks vaheldumisi kasutada kahte või enamat bakteritsiidi.

Vastavalt kemikaali toimivusele ja veekvaliteedi vajadustele tuleks valida sobiv doseerimiskoht, et avaldada toimeaine tõhusust. Vahendi annust tuleb kohandada vastavalt vee kvaliteedi ja vee mahu muutustele.

Lisaks on maagaasi suletud süsteem ka asendamatu süsteem kõrge mineralisatsiooniga reovee puhastamisel. Maagaasi kasutatakse sageli naftaväljadel täiteeraldusgaasina õhu isoleerimiseks (kasutatakse ka lämmastikku). Maagaasi suletud süsteem peab mitte ainult saavutama hea hapnikuisolatsiooni ja kõrge rõhu reguleerimise kvaliteedi, vaid tagama ka ohutuse ja töökindluse. Maagaasi suletud süsteemi rõhu reguleerimise meetodit saab reguleerida madala rõhuga gaasipaagiga; kui maagaasiallikast piisab, saab õhu juurdevoolu rõhu reguleerimiseks kasutada ka isetoimivat rõhuregulaatorit ja heitgaasirõhu reguleerimiseks elektrilist membraani rõhuregulaatorit (plahvatuskindel).

03

Nafta puurimise reoveepuhastus

Tavaliselt on hõljuvate osakeste ja savi kombinatsioon puurimisreovees enamasti negatiivselt laetud. Kahekordse elektrikihi efekti tõttu on puurimisreovesi teatud stabiilsusega ja erinevate komponentide eraldamine pole lihtne. Seetõttu kasutatakse puurimisreovee puhastamiseks peamiselt keemilise koagulatsiooni meetodit.

Puurimisreovesi siseneb esmalt reovee reguleerimispaaki, et reguleerida reovee pH väärtust nii, et see jääks vahemikku 7,5–8. Reguleeritud reovesi siseneb mitmeastmelisse tsüklonreaktorisse ja reageerib koagulandiga. Pärast elektrilise neutraliseerimise destabiliseerivat toimet moodustuvad järk-järgult helbed. Reaktsioonis tuleks vastavalt olukorrale lisada sobivates kogustes koagulanti, et soodustada suuremate maarjaosakeste teket. Mitmeastmelise tsüklonreaktori reoveepuhastusvõimsus on eelistatavalt 6-8 m{3/h. Mitmeastmelise tsüklonreaktoriga puhastatud reovesi siseneb kaldplaadiga settepaaki edasiseks sademeks. Kui leitakse, et sete liigub paagis kuni kaldplaadi alani, tuleb see viivitamatult peatada ja reguleerida reovee pH väärtust ning lisada koagulanti, et see normaliseerida. Supernatant pärast töötlemist kaldplaadi settepaagis on põhimõtteliselt saavutanud reovee väljalaskestandardi ja seda saab tühjendada või siseneda tööstusliku vee kogumismahutisse. Kaldplaadi settepaagi alumisest osast välja lastud räbuvedelik siseneb räbuvedeliku kontsentreerimispaaki. Pärast teatud kontsentratsiooniperioodi siseneb supernatant kaldplaadi settepaagi välisesse tühjendussüsteemi või taaskasutussüsteemi; kontsentreeritud vedelik siseneb mudadehüdraatorisse, moodustades poolkuiv räbu, mille veesisaldus on umbes 80%. Selle põhikomponendid on kivimiosakesed ja savi, mida saab vormida ja kuhjata.

04

Gaasi tootmise reoveepuhastus

Gaasi tootmise reovesi võib otseselt kaasa tuua gaasitootmise vähenemise või ebastabiilsuse. Seetõttu on gaasitootmise reovee puhastamine muutunud üheks võtmeküsimuseks, millega gaasiväljade arendamine silmitsi seisab. Varajane gaasitootmisreovee kihistu sissejuhtimise meetod asendus geograafiliste tingimuste (kihistu ruum, läbilaskvus, veevõtuindeks jne) ja kaevupea rõhu, aga ka reostuse tõttu järk-järgult puhastus- ja ärajuhtimistehnilise trassiga. põhjavee madala sissepritse teel.

Gaasitootmisreovee veekvaliteet gaasitootmisjaamas: Gaasikaevanduse gaasitootmisreovee maht Q on 2~5m3/h.

Kuna toorvee kvaliteet on halva biolagunevusega, ei saa seda otseselt biokeemiliselt töödelda ja eeltöötluse nõuded on kõrged, seetõttu kasutatakse eeltöötluseks elektroflokkulatsiooni meetodit, et eemaldada mõned õlid, hõljuvad ained ja KHT ning seejärel viiakse läbi biokeemiline töötlemine. . Sekundaarne biokeemiline töötlemine kasutab SBR-meetodit. Protsessi käik on näidatud alloleval joonisel.

Pärast projekti kasutuselevõttu on heitvee kvaliteet järgmised: õlide, hõljuvate ainete ja KHT eemaldamise määr on üle 90%, saavutades teisese heitestandardi GB-des 8978-1996.